特開 2022-178411 水中潜行システム、操縦補助装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022178411

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】水中潜行システム、操縦補助装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B63C 11/48 20060101AFI20221125BHJP

   B63H 25/04 20060101ALI20221125BHJP

   G01S 15/89 20060101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

B63C11/48 Z

B63H25/04 D

G01S15/89 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021085190

(22)【出願日】2021-05-20

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】沼崎 孝義

(72)【発明者】

【氏名】青山 裕作

(72)【発明者】

【氏名】徳永 篤

(72)【発明者】

【氏名】坪倉 正和

【テーマコード（参考）】

5J083

【Ｆターム（参考）】

5J083AA02

5J083AB09

5J083AB20

5J083AC29

5J083AD04

5J083AD17

5J083AE06

5J083AE10

5J083AF18

5J083BA01

5J083BD02

5J083CA12

5J083DC05

5J083EA12

5J083EA14

5J083EB04

(57)【要約】

【課題】水中潜行体が検査対象物に対して正対した状態を維持する。
【解決手段】操縦補助コンピュータ６０が、ソナー２１の測定結果たる分布図を含む基準画像中の基準の線状の像を基準の線分として検出し、その後の分布図を含む比較対象画像中の比較対象の線状の像を比較対象の線分として検出し、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分を算出し、操縦器４０の信号に従った推進機１５の制御を差分に基づき補正するよう制御ユニット２２に指令する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中潜行体と、
操縦器と、
前記水中潜行体に設けられ、前記水中潜行体の前進及び後進のための推進力を発生させ、前記水中潜行体のヨーのためのモーメントを発生させる推進機と、
前記操縦器の信号に従って前記推進機を制御する制御部と、
前記水中潜行体に設けられ、前記水中潜行体の前方に向かって左右に拡がるビームを送波し、前記水中潜行体の前方の検査対象物から受波した反射波に基づいて、前記検査対象物までの距離及び方角ごとの反射波の強度を周期的に検出する検出部と、
前記検出部によって距離及び方角ごとの反射波の強度が検出される度に、距離及び方角ごとの反射波の強度を階調表現する分布図を含む画像を生成する分布図生成手段と、
前記分布図生成手段によって生成された所定の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す基準の線状の像を基準の線分として検出する第一の検出手段と、
前記所定の画像の後の比較対象の画像が前記分布図生成手段によって生成される度に、前記比較対象の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す比較対象の線状の像を比較対象の線分として検出する第二の検出手段と、
前記第二の検出手段によって前記比較対象の線分が検出される度に、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって差分が算出される度に、前記操縦器の信号に従った前記推進機の制御を、前記差分算出手段によって算出された差分に基づき補正するよう、前記制御部に指令する操縦補助手段と、を備える水中潜行システム。

【請求項2】

前記操縦補助手段が、
前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて、ヨーのモーメントの補正値を算出する第一の補正値算出手段と、
前記第一の補正値算出手段によって算出された補正値を前記制御部に出力する第一の出力手段と、を有し、
前記制御部が、前記操縦器の信号が表すモーメントの指令値に、前記第一の出力手段によって出力された補正値を加算して、その和に従ったモーメントを発生させるよう前記推進機を制御する
請求項１に記載の水中潜行システム。

【請求項3】

前記差分算出手段が、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分として、前記基準の線分に対する前記比較対象の線分の傾斜角を算出する
請求項２に記載の水中潜行システム。

【請求項4】

前記操縦補助手段が、
前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて、前後の推進力の補正値を算出する第二の補正値算出手段と、
前記第二の補正値算出手段によって算出された補正値を前記制御部に出力する第二の出力手段と、を有し、
前記制御部が、前記操縦器の信号が表す前後の推進力の指令値に、前記第二の出力手段によって出力された補正値を加算して、その和に従った前後方向推進力を発生させるよう前記推進機を制御する
請求項１から３の何れか一項に記載の水中潜行システム。

【請求項5】

前記差分算出手段が、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分として、前記比較対象の線分の中点から前記基準の線分の中点までの距離を算出する
請求項４に記載の水中潜行システム。

【請求項6】

水中潜行体の前進及び後進のための推進力と前記水中潜行体のヨーのためのモーメントとを発生させる推進機が、前記水中潜行体に設けられ、
前記水中潜行体の前方に向かって左右に拡がるビームを送波し、前記水中潜行体の前方の検査対象物から受波した反射波に基づいて、前記検査対象物までの距離及び方角ごとの反射波の強度を周期的に検出する検出部が、前記水中潜行体に設けられ、
操縦器の信号に従って前記推進機を制御する制御部を制御する操縦補助装置であって、
前記操縦補助装置が、
前記検出部によって距離及び方角ごとの反射波の強度が検出される度に、距離及び方角ごとの反射波の強度を階調表現する分布図を含む画像を生成する分布図生成手段と、
前記分布図生成手段によって生成された所定の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す基準の線状の像を基準の線分として検出する第一の検出手段と、
前記所定の画像の後の比較対象の画像が前記分布図生成手段によって生成される度に、前記比較対象の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す比較対象の線状の像を比較対象の線分として検出する第二の検出手段と、
前記第二の検出手段によって前記比較対象の線分が検出される度に、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって差分が算出される度に、前記操縦器の信号に従った前記推進機の制御を、前記差分算出手段によって算出された差分に基づき補正するよう、前記制御部に指令する操縦補助手段と、
を備える操縦補助装置。

【請求項7】

請求項６に記載の操縦補助装置であって、
前記操縦補助手段が、
前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて、ヨーのモーメントの補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段によって算出された補正値を前記制御部に出力する出力手段と、を有し、
前記制御部が、前記操縦器の信号が表すモーメントの指令値に、前記出力手段によって出力された補正値を加算して、その和に従ったモーメントを発生させるよう前記推進機を制御する
操縦補助装置。

【請求項8】

水中潜行体の前進及び後進のための推進力と前記水中潜行体のヨーのためのモーメントとを発生させる推進機が、前記水中潜行体に設けられ、
前記水中潜行体の前方に向かって左右に拡がるビームを送波し、前記水中潜行体の前方の検査対象物から受波した反射波に基づいて、前記検査対象物までの距離及び方角ごとの反射波の強度を周期的に検出する検出部が、前記水中潜行体に設けられ、
操縦器の信号に従って前記推進機を制御する制御部を制御するコンピュータを、
前記検出部によって距離及び方角ごとの反射波の強度が検出される度に、距離及び方角ごとの反射波の強度を階調表現する分布図を含む画像を生成する分布図生成手段、
前記分布図生成手段によって生成された所定の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す基準の線状の像を基準の線分として検出する第一の検出手段、
前記所定の画像の後の比較対象の画像が前記分布図生成手段によって生成される度に、前記比較対象の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す比較対象の線状の像を比較対象の線分として検出する第二の検出手段、
前記第二の検出手段によって前記比較対象の線分が検出される度に、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分を算出する差分算出手段、
前記差分算出手段によって差分が算出される度に、前記操縦器の信号に従った前記推進機の制御を、前記差分算出手段によって算出された差分に基づき補正するよう、前記制御部に指令する操縦補助手段、
として機能させるプログラム。

【請求項9】

請求項８に記載のプログラムであって、
前記プログラムが、前記操縦補助手段として機能する前記コンピュータを、
前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて、ヨーのモーメントの補正値を算出する補正値算出手段、
前記補正値算出手段によって算出された補正値を前記制御部に出力する出力手段、
として機能させ、
前記制御部が、前記操縦器の信号が表すモーメントの指令値に、前記出力手段によって出力された補正値を加算して、その和に従ったモーメントを発生させるよう前記推進機を制御する
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中を潜行する水中潜行体を備える水中潜行システムに関するとともに、操縦器の信号に従った水中潜行体の推進機の制御を補正するよう制御部に指令する操縦補助装置及びそのプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、推進機、カメラ及びソナー等が搭載された水中探査ロボットが開示されている。このような水中探査ロボットを用いてダム壁面を検査する。具体的には、推進機によって水中探査ロボットをダム壁面まで潜行させて、推進機によって水中探査ロボットをダム壁面に沿って移動させつつ、カメラによってダム壁面を撮影することによって損傷の有無・大きさ等を調査する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２６３５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、水中探査ロボットがダム壁面に対して正対された状態が維持されないと、カメラによって撮影されるダム壁面に台形歪みが発生したり、映像中のダム壁面のスケールがばらついたりする。そうすると、ダム壁面の損傷を正確に調査することができない。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水中探査ロボット等の水中潜行体がダム壁面等の検査対象物に対して正対した状態を維持できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以上の課題を解決するために、水中潜行システムは、水中潜行体と、操縦器と、前記水中潜行体に設けられ、前記水中潜行体の前進及び後進のための推進力を発生させ、前記水中潜行体のヨーのためのモーメントを発生させる推進機と、前記操縦器の信号に従って前記推進機を制御する制御部と、前記水中潜行体に設けられ、前記水中潜行体の前方に向かって左右に拡がるビームを送波し、前記水中潜行体の前方の検査対象物から受波した反射波に基づいて、前記検査対象物までの距離及び方角ごとの反射波の強度を周期的に検出する検出部と、前記検出部によって距離及び方角ごとの反射波の強度が検出される度に、距離及び方角ごとの反射波の強度を階調表現する分布図を含む画像を生成する分布図生成手段と、前記分布図生成手段によって生成された所定の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す基準の線状の像を基準の線分として検出する第一の検出手段と、前記所定の画像の後の比較対象の画像が前記分布図生成手段によって生成される度に、前記比較対象の画像中の分布図において、前記検査対象物を表す比較対象の線状の像を比較対象の線分として検出する第二の検出手段と、前記第二の検出手段によって前記比較対象の線分が検出される度に、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分を算出する差分算出手段と、前記差分算出手段によって差分が算出される度に、前記操縦器の信号に従った前記推進機の制御を、前記差分算出手段によって算出された差分に基づき補正するよう、前記制御部に指令する操縦補助手段と、を備える。

【0006】

以上によれば、水中潜行体が検査対象物に正対した状態を維持することができるとともに、水中潜行体から検査対象物までの距離を一定に維持することができる。

【0007】

好ましくは、前記操縦補助手段が、前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて、ヨーのモーメントの補正値を算出する第一の補正値算出手段と、前記第一の補正値算出手段によって算出された補正値を前記制御部に出力する第一の出力手段と、を有し、前記制御部が、前記操縦器の信号が表すモーメントの指令値に、前記第一の出力手段によって出力された補正値を加算して、その和に従ったモーメントを発生させるよう前記推進機を制御する。
より好ましくは、前記差分算出手段が、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分として、前記基準の線分に対する前記比較対象の線分の傾斜角を算出する。

【0008】

以上によれば、水中潜行体が検査対象物に正対した状態を維持することができる。

【0009】

好ましくは、前記操縦補助手段が、前記差分算出手段によって算出された差分に基づいて、前後の推進力の補正値を算出する第二の補正値算出手段と、前記第二の補正値算出手段によって算出された補正値を前記制御部に出力する第二の出力手段と、を有し、前記制御部が、前記操縦器の信号が表す前後の推進力の指令値に、前記第二の出力手段によって出力された補正値を加算して、その和に従った前後方向推進力を発生させるよう前記推進機を制御する。
より好ましくは、前前記差分算出手段が、前記基準の線分と前記比較対象の線分との差分として、前記比較対象の線分の中点から前記基準の線分の中点までの距離を算出する。

【0010】

以上によれば、水中潜行体から検査対象物までの距離を一定に維持することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、水中潜行体が検査対象物に正対した状態に保たれる上、水中潜行体から検査対象物までの距離が一定に保たれる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】水中探査ロボットの斜視図である。

【図2】水中探査システムのブロック図である。

【図3】エコー強度の分布図の説明図である。

【図4】表示デバイスに表示されるエコー強度の分布図の一例である。

【図5】表示デバイスに表示されるエコー強度の分布図の一例である。

【図6】表示デバイスに表示されるエコー強度の分布図の一例である。

【図7】表示デバイスに表示されるエコー強度の分布図の一例である。

【図8】水中探査ロボットが検査対象物に正対した状態と、水中探査ロボットが上下方向の軸回りに左右に傾いた状態とを示す。

【図9】表示デバイスに表示されるエコー強度の分布図の一例である。

【図10】操縦補助コンピュータの処理のフローチャートである。

【図11】操縦補助コンピュータによって検出される基準線分の説明図である。

【図12】表示デバイスに表示されるエコー強度の分布図の一例である。

【図13】操縦補助コンピュータによって検出される比較対象線分の説明図である。

【図14】操縦補助コンピュータによって算出される傾斜角及び距離の説明図である。

【図15】水中探査ロボットの動作の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

【0014】

＜水中探査システム（水中潜行システム）の概要＞
図１は、水中潜行体としての水中探査ロボット１０の斜視図である。図２は、水中探査ロボット１０を備える水中探査システムのブロック図である。水中探査システムは、水中潜行システムでもある。図１中に前後方向、左右方向及び上下方向の矢印が示されるところ、前後方向は、水中探査ロボット１０に搭載された後述の前後スラスター１５ａによって生じる推進力の向きによって定義され、左右方向は、水中探査ロボット１０に搭載された後述の左右スラスター１５ｂによって生じる推進力の向きによって定義され、上下方向は、水中探査ロボット１０に搭載された後述の上下スラスター１５ｃによって生じる推進力の向きによって定義される。

【0015】

水中探査システムは、水中探査ロボット１０、操縦器４０及び２台のコンピュータシステムを備える。
一方のコンピュータシステムは、監視コンピュータ５０、入力デバイス５１、表示デバイス５２及び記憶デバイス５３を有する。監視コンピュータ５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＧＰＵ、バス及び各種インターフェース等を有する。入力デバイス５１は、キーボード及びポインティングデバイスからなる。表示デバイス５２は、液晶ディスプレイデバイス又は有機ＥＬディスプレイデバイスである。記憶デバイス５３は、半導体メモリ、ソリッドステートドライブ又はハードディスクドライブ等からなる書き込み及び読み出しが可能な記憶装置である。

【0016】

他方のコンピュータシステムは、操縦補助コンピュータ６０、入力デバイス６１、表示デバイス６２及び記憶デバイス６３を有する。操縦補助コンピュータ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＧＰＵ、バス及び各種インターフェース等を有する。入力デバイス６１は、キーボード及びポインティングデバイスからなる。表示デバイス６２は、液晶ディスプレイデバイス又は有機ＥＬディスプレイデバイスである。記憶デバイス６３は、半導体メモリ、ソリッドステートドライブ又はハードディスクドライブ等からなる書き込み及び読み出しが可能な記憶装置である。

【0017】

水中探査ロボット１０は、ケーブルを介して操縦器４０、コンピュータ５０，６０に接続されている。作業員が水上において操縦器４０を用いて水中探査ロボット１０を操縦して、水中探査ロボット１０を用いてダム壁面等の検査対象物を検査する。

【0018】

操縦された水中探査ロボット１０は、水中において潜行しながら検査対象物の撮影を行う。水中探査ロボット１０によって撮影された映像が監視コンピュータ５０に転送され、その映像が監視コンピュータ５０によって表示デバイス５２に表示される。これにより、作業員が検査対象物を視覚的に検査できる。

【0019】

また、潜行中の水中探査ロボット１０がそれ自体を撮影し、水中探査ロボット１０の映像が監視コンピュータ５０に転送され、その映像が監視コンピュータ５０によって表示デバイス５２に表示される。これにより、水上の作業員は水中探査ロボット１０の状態を視覚的に確認することができる。

【0020】

また、水中探査ロボット１０の動作状態の信号が監視コンピュータ５０に転送され、水中探査ロボット１０の動作状態が監視コンピュータ５０によって表示デバイス５２に表示される。これにより、作業員は水中探査ロボット１０の動作状態を認識できる。

【0021】

水の懸濁等による視界不良が原因となって、水中探査ロボット１０によって撮影される映像が鮮明でないこともある。そのような場合でも、検査対象物を探索できるように、水中探査ロボット１０は音波探査機能を有する。つまり、水中探査ロボット１０は音波ビームを送波するとともにエコーを受波することによって、距離及び方角ごとのエコー強度を測定する。音波とは、可聴域の音波のみならず、超音波も含む意である。エコーとは、音波ビームが検査対象物及び障害物等によって反射されることによって水中探査ロボット１０へ進行する反射音波のことをいう。距離とは、水中探査ロボット１０から前方への距離をいい、方角とは、前方から左右への角度をいう。距離及び方角ごとのエコー強度の検出結果が水中探査ロボット１０に転送され、距離及び方角ごとのエコー強度の分布を表した極座標系の分布図が監視コンピュータ５０によって表示デバイス５２に表示される。作業員は分布図を見れば、水中探査ロボット１０の近くに検査対象物又は障害物が存在するか否かを確認できる。また、作業員は、分布図中のエコー強度が高い距離及び方角を視覚的に確認することができ、そのような距離及び方角に検査対象物又は障害物が存在することを視覚的に確認できる。

【0022】

エコー強度の分布図の映像信号は、監視コンピュータ５０から操縦補助コンピュータ６０に転送される。操縦補助コンピュータ６０は、その映像信号のキャプチャリング処理を行って、分布図の画像を取り込む。操縦補助コンピュータ６０は、操縦器４０による水中探査ロボット１０の操縦を補助するように、分布図の画像に基づいて水中探査ロボット１０を制御する。これにより、検査対象物から水中探査ロボット１０までの距離が一定に保たれるとともに、水中探査ロボット１０が検査対象物に正対した状態が保たれる。

【0023】

＜水中探査ロボット（水中潜行体）＞
水中探査ロボット１０について詳細に説明する。
水中探査ロボット１０は、フレーム１１、耐圧容器１２、撮影機１３、魚眼レンズカメラ１４、推進機１５、姿勢制御装置１６、清掃ユニット１７、前照灯１８、線状明部投射器１９、ソナー２１及び制御ユニット２２を有する。

【0024】

フレーム１１は、複数のパイプ材を直方体型に骨組みしたものである。
耐圧容器１２は、フレーム１１に取り付けられている。耐圧容器１２内には、制御ユニット２２及びバッテリーが収容されている。

【0025】

撮影機１３は、フレーム１１の前部に取り付けられている。ここで、撮影機１３の向いた方向を前方と定義し、その反対の方向を後方と定義する。後ろから前に向かって見て、左右の向きを定める。

【0026】

撮影機１３は、箱眼鏡１３ａ及び電子カメラ１３ｂを有する。
箱眼鏡１３ａは、密閉空間を内部に有するよう箱型に設けられている。箱眼鏡１３ａは、その内側から外側を視認できるように透明な面を有する。その透明な面が前方に向けられた状態で、箱眼鏡１３ａがフレーム１１の前部に取り付けられている。

【0027】

電子カメラ１３ｂは、前方に向けられた状態で箱眼鏡１３ａの内部に取り付けられている。電子カメラ１３ｂは、前景を撮影して、撮影された前景の映像の信号を制御ユニット２２に出力する。電子カメラ１３ｂはズーム機能を有し、電子カメラ１３ｂの画角が電動により調整可能である。また、電子カメラ１３ｂは上下左右に傾動するチルト・パン機能を有し、電子カメラ１３ｂの光軸の仰俯角及び方位角が電動により調整可能である。

【0028】

清水が箱眼鏡１３ａ内に充填され、電子カメラ１３ｂがその清水に浸漬される。そのため、電子カメラ１３ｂによって前景を鮮明に撮影することができる。

【0029】

魚眼レンズカメラ１４は、フレーム１１の後部の支柱に取り付けられている。魚眼レンズカメラ１４は、水中探査ロボット１０の上から水中探査ロボット１０を撮影して、撮影された映像の信号を制御ユニット２２に出力する。

【0030】

推進機１５は、フレーム１１に取り付けられている。推進機１５は、水中探査ロボット１０を前後方向、左右方向及び上下方向に推進させるとともに、上下の軸の回りに回転させる。推進機１５は、水中探査ロボット１０をドリフトさせることもできる。ドリフトとは、前、後、上、下、左又は右の推進と、上下の軸の回りの回転とを同時に行うことである。以下では、上下の軸回りの回転をヨーといい、前後の軸回りの回転をロールといい、左右の軸回りの回転をピッチという。また、上下の軸が鉛直になり、且つ前後の軸及び左右の軸が水平になった場合の水中探査ロボット１０の姿勢を基本姿勢という。基本姿勢からの前後の軸回りの回転角をロール角といい、基本姿勢からの左右の軸回りの回転角をピッチ角という。
推進機１５は、制御ユニット２２によって制御されることによって、前後左右上下の推進力とヨーのモーメントとを調整する。

【0031】

推進機１５は、それぞれ２台の前後スラスター１５ａ、左右スラスター１５ｂ及び上下スラスター１５ｃを有する。ここで、図１中、フレーム１１の左後部に設けられた前後スラスター１５ａが図示され、フレーム１１の右後部に設けられた前後スラスター１５ａは水中探査ロボット１０の部品の裏に隠れているため図示されていない。同様に、一方の左右スラスター１５ｂが図示され、他方の左右スラスター１５ｂは水中探査ロボット１０の部品の裏に隠れているため図示されてない。

【0032】

前後スラスター１５ａは、単体で前後方向の推進力を発生させる。前後スラスター１５ａは個別に推進力が調整可能であるため、前後スラスター１５ａは両者の推進力のバランスによりヨーのモーメントを発生させる。従って、前後スラスター１５ａは、水中探査ロボット１０を前後方向に推進させるとともに、水中探査ロボット１０をヨーさせる。
左右スラスター１５ｂは、水中探査ロボット１０を左右方向に推進させる。
上下スラスター１５ｃは、水中探査ロボット１０を上下方向に推進させる。

【0033】

姿勢制御装置１６は、筐体、フライホイール、三軸ジンバル、スピンドルモーター及びジャイロセンサー等を有する。制御ユニット２２が姿勢制御装置１６のジャイロセンサーの検出角速度に基づいて姿勢制御装置１６の三軸ジンバル及びスピンドルモーターを制御する。これにより、姿勢制御装置１６は、水流等の外力によって水中探査ロボット１０に作用するモーメントを打ち消すように、フライホイールのジャイロ効果によってロール、ピッチ及びヨーのモーメントを制御する。これにより、水中探査ロボット１０の姿勢が安定的に基本姿勢に維持される。また、姿勢制御装置１６は、ピッチのモーメントの制御により水中探査ロボット１０をピッチさせて、水中探査ロボット１０を前傾姿勢にしたり、後傾姿勢にしたりする。姿勢制御装置１６は、ロールのモーメントの制御により水中探査ロボット１０を左下がり姿勢にしたり、右下がり姿勢にしたりする。

【0034】

浮力材２０は、フレーム１１に取り付けられている。浮力材２０は、水中探査ロボット１０に浮力を付与する。浮力材２０による浮力は水中探査ロボット１０の自重による沈降力に釣り合うように設定されている。また、これら浮力材２０の浮力のバランスが、水中探査ロボット１０の基本姿勢を保つように取られている。

【0035】

清掃ユニット１７は、フレーム１１の後部に取り付けられている。清掃ユニット１７は、例えば回転式の電動ケレンであり、清掃ユニット１７に接触する検査対象物の表面の付着物を剥離する。清掃ユニット１７は、制御ユニット２２によって駆動される。

【0036】

前照灯１８は、左右に対となって、前方に向けられた状態でフレーム１１の前部に取り付けられている。前照灯１８は、前方へ照明光を照射して、電子カメラ１３ｂの撮影範囲を照明する。前照灯１８が制御ユニット２２によって制御されることによって、前照灯１８の点灯、消灯及び調光がなされる。

【0037】

線状明部投射器１９は、左右に対となって、前方に向けられた状態で、フレーム１１の前部に取り付けられている。線状明部投射器１９は、上下方向に拡散し左右方向に集束した相互平行なビームを前方の撮影範囲内にそれぞれ照射する。線状明部投射器１９から出射した相互平行なビームが前方の検査対象物に入射することによって、上下方向に延びた互いに平行な線状明部がその検査対象物に形成される。線状明部の間隔が所定値に設定されており、線状明部を視標として距離或いは長さを推測することができる。

【0038】

線状明部投射器１９が制御ユニット２２によって制御されることによって、線状明部投射器１９の点灯及び消灯がなされる。

【0039】

ソナー２１は、前方に向けられた状態で、フレーム１１の前部に取り付けられている。ソナー２１は、前方の検査対象物までの距離及び方角を検出する検出部であって、複数の送波器、複数の受波器及び信号処理回路を有するマルチビームソナーである。ソナー２１の各送波器が制御ユニット２２によって駆動されると、ソナー２１は、左右方向に拡がって上下方向に絞られた音波ビームを前方に向けて複数の送波器によって送波する。音波ビームのスワス幅の方向が左右方向であり、ソナー２１から左右に扇状に拡がる音波ビームの中心線の方向が前後方向である。方角とは、音波ビームの中心線から左右への角度をいう。ソナー２１は、送波された音波ビームによるエコーを前方から受波器によって受波して、エコーの強度を検出する。ソナー２１の各受波器によって検出されたエコー強度が信号処理回路によって信号処理されると、距離及び方角ごとにエコー強度が信号処理回路によって演算される。距離及び方角ごとのエコー強度の信号はソナー２１の信号処理回路から制御ユニット２２に出力される。ソナー２１は、このような距離及び方角ごとのエコー強度の検出を周期的に行う。

【0040】

＜制御ユニット、監視コンピュータ及び操縦器＞
制御ユニット２２は、電子カメラ１３ｂ、魚眼レンズカメラ１４、推進機１５、姿勢制御装置１６、清掃ユニット１７、前照灯１８、線状明部投射器１９及びソナー２１を統合的に制御する。

【0041】

制御ユニット２２が電子カメラ１３ｂを制御することによって、電子カメラ１３ｂが前景を撮影し、その映像の信号が制御ユニット２２に転送される。制御ユニット２２は、電子カメラ１３ｂによって撮影された映像の信号を監視コンピュータ５０に転送する。監視コンピュータ５０は、電子カメラ１３ｂによって撮影された映像の鮮明化処理を行った上で、鮮明化処理後の映像の信号を表示デバイス５２に出力する。そのため、電子カメラ１３ｂによって撮影された映像が表示デバイス５２に表示される。同様にして、制御ユニット２２が魚眼レンズカメラ１４を制御することによって、魚眼レンズカメラ１４によって撮影された映像が表示デバイス５２に表示される。

【0042】

監視コンピュータ５０は、電子カメラ１３ｂによって撮影された鮮明化処理後の映像の信号を所定の動画形式に変換しながら、その形式の動画を記憶デバイス５３に記録する。また、監視コンピュータ５０は、電子カメラ１３ｂによって撮影された鮮明化処理後の映像の信号のキャプチャリング処理を所定タイミング又は所定周期で行って、静止画像を記憶デバイス５３に記録する。

【0043】

制御ユニット２２は、姿勢制御装置１６のジャイロセンサーによって検出された角速度から水中探査ロボット１０のロール角、ピッチ角及びヨー角を演算して、ロール角、ピッチ角及びヨー角に基づき姿勢制御装置１６を制御する。これにより、姿勢制御装置１６がロール、ピッチ及びヨーのモーメントを調整して、水中探査ロボット１０の姿勢を安定させる。また、制御ユニット２２は、演算したロール角及びピッチ角を監視コンピュータ５０に転送し、監視コンピュータ５０は、ロール角及びピッチ角を数値で表示デバイス５２に表示させる。制御ユニット２２には方位センサが内蔵されており、方位センサによって検出された方位角が制御ユニット２２によって監視コンピュータ５０に転送される。監視コンピュータ５０は、方位角を表示デバイス５２に表示させる。

【0044】

操縦器４０には、電子カメラ１３ｂの操作用のスイッチが設けられている。作業員が操縦器４０のスイッチを操作すると、操作信号が操縦器４０から制御ユニット２２を介して電子カメラ１３ｂに送信される。これにより、電子カメラ１３ｂのオン・オフ、ズーム、チルト及びパンの操縦を行える。同様に、作業員が操縦器４０を操作して、魚眼レンズカメラ１４、清掃ユニット１７、前照灯１８、線状明部投射器１９及びソナー２１のオン・オフを行える。

【0045】

制御ユニット２２は前照灯１８及び線状明部投射器１９のオン・オフを検出して、その検出結果を監視コンピュータ５０に転送する。監視コンピュータ５０は、前照灯１８及び線状明部投射器１９のオン・オフの検出結果を表示デバイス５２に表示させる。
制御ユニット２２は清掃ユニット１７の動作状態、例えばケレンの回転方向を検出して、その検出結果を監視コンピュータ５０に転送する。監視コンピュータ５０は、清掃ユニット１７の動作状態の検出結果を表示デバイス５２に表示させる。

【0046】

操縦器４０には、前後の進行用の操作レバーが設けられている。作業員がこの操作レバーを操作すると、この操作レバーの変位に従った推進力の指令値が信号として操縦器４０から制御ユニット２２に送信され、制御ユニット２２が推進機１５の前後スラスター１５ａの推進力を指令値に制御する。これにより、水中探査ロボット１０の前後方向の進行の加速度及び速度を調整することができる。同様に、左右スラスター１５ｂの推進力は左右の進行用の操作レバーの変位に従って制御され、上下スラスター１５ｃの推進力は上下の進行用の操作レバーの変位に従って制御される。

【0047】

操縦器４０には、左右転回用の操作レバーが設けられている。作業員がこの操作レバーを操作すると、この操作レバーの変位に従ったヨーのモーメントの指令値が信号として操縦器４０から制御ユニット２２に送信され、制御ユニット２２が推進機１５の前後スラスター１５ａのモーメントを指令値に制御する。これにより、水中探査ロボット１０のヨーの角加速度及び角速度を調整することができる。

【0048】

また、操縦器４０には、前傾及び後傾用の操作レバーが設けられている。作業員がこの操作レバーを操作すると、信号が操縦器４０から制御ユニット２２に送信され、制御ユニット２２が姿勢制御装置１６を制御する。これにより、水中探査ロボット１０のピッチ角を調整することができる。同様に、左下がり及び右下がり用の操作レバーが操縦器に設けられ、制御ユニット２２がこの操作レバーの信号に従って姿勢制御装置１６を制御することによって、水中探査ロボット１０のロール角を調整することができる。

【0049】

なお、操縦器４０の機能は監視コンピュータ５０及び入力デバイス５１によってソフトウェア的に実現されてもよい。従って、作業員が入力デバイス５１を操作することによって、電子カメラ１３ｂ、魚眼レンズカメラ１４、推進機１５、清掃ユニット１７、前照灯１８及び線状明部投射器１９を遠隔操作することができる。この場合、監視コンピュータ５０及び入力デバイス５１の組合せが操縦器に相当する。

【0050】

制御ユニット２２がソナー２１を制御することによって、ソナー２１が音波ビームを送波し、受波したエコーに基づき方距離及び方角ごとにエコー強度を検出する。ソナー２１が距離及び方角ごとのエコー強度を制御ユニット２２に出力し、制御ユニット２２が距離及び方角ごとのエコー強度を監視コンピュータ５０に転送する。監視コンピュータ５０は、距離及び方角ごとのエコー強度信号に基づいて、距離及び方角ごとのエコー強度の分布を表した極座標系の分布図を生成する。監視コンピュータ５０のこのような分布図生成処理は、分布図生成手段に相当する。監視コンピュータ５０は、生成した分布図を映像信号に変換して、その映像信号を表示デバイス５２に出力する。表示デバイス５２は、映像信号に従って分布図を表示する。

【0051】

図３は、表示デバイス５２に表示される分布図の説明図である。
図３中、破線で示したものは補助線であって、分布図に表示されるものではない。この分布図は、距離及び方角ごとのエコー強度を画素の色彩によって階調表現する。この分布部において、原点Ｏがソナー２１の位置を表し、原点Ｏを中心とした径方向の半径Ｒが距離を表し、原点Ｏを通る軸Ａｘが音波ビームの中心線を表し、軸Ａｘからの中心角θが方角を表す。軸Ａｘは画像の垂直方向に延びている。以上のように分布図は極座標系のものであるが、その分布図の画像の各画素の位置は直交座標系で表されるものである。

【0052】

ダム壁等の検査対象物がソナー２１の前方に存在しないと、どの距離及びどの方角からのエコー強度も非常に低い。そのため、図４に示すように、分布図は一様な色彩となる。

【0053】

一方、ダム等の検査対象物がソナー２１の前方に存在すると、その検査対象物が存在する距離及び方角からのエコー強度が高くなる。そのため、図５～図７に示すように、分布図には、他の部分の色彩と異なる色彩の線状の像８０が表示される。線状の像８０は検査対象物を表し、画像の水平方向に対する線状の像８０の傾きから、水中探査ロボット１０が検査対象物に対して正対しているのか、水中探査ロボット１０が検査対象物に対して斜めに向き合っているのかを把握することができる。図５に示すように線状の像８０が画像の水平方向に対して平行であれば、図８中の実線によって示すように水中探査ロボット１０が検査対象物９０に対して正対していることになる。図６に示すように線状の像８０が画像中で右肩上がりであれば、図８中の２点鎖線によって示すように水中探査ロボット１０が正対状態から上下の軸の回りに右に傾いていることになる。図７に示すように線状の像８０が画像中で左肩上がりであれば、図８中の破線によって示すように水中探査ロボット１０が正対状態から上下の軸の回りに左に傾いていることになる。

【0054】

なお、ソナー２１は、所定周期で周期的に動作し、距離及び方角ごとのエコー強度を１周期ごとに検出する。そのため、監視コンピュータ５０は１周期ごとに分布図を生成し、その映像信号を表示デバイス５２に出力するため、表示デバイス５２に表示される分布図が１周期ごとに変化する。また、ソナー２１が距離及び方角ごとのエコー強度を検出する度に、監視コンピュータ５０から操縦補助コンピュータ６０に転送されるエコー強度の分布図の映像信号が更新される。

【0055】

監視コンピュータ５０は、生成した分布図の映像信号を表示デバイス５２のほかに操縦補助コンピュータ６０にも出力する。

【0056】

以上のような監視コンピュータ５０の機能は、記憶デバイス５３に格納されたプログラム５３ａによって実現される。

【0057】

＜操縦補助コンピュータ＞
操縦補助コンピュータ６０の機能は、記憶デバイス６３に格納されたプログラム６３ａによって実現される。プログラム６３ａが操縦補助コンピュータ６０に実行させる処理の流れについては後に詳細に説明する。

【0058】

＜水中探査システムの動作及び使用方法＞
続いて、水中探査システムの動作及び使用方法について説明する。
作業員が水中探査ロボット１０を水中に投入する。また、作業員が操縦器４０を操作して、電子カメラ１３ｂ、魚眼レンズカメラ１４、前照灯１８及びソナー２１をオンさせる。そうすると、電子カメラ１３ｂによって撮影された水中探査ロボット１０の前景の映像が表示デバイス５２に表示され、魚眼レンズカメラ１４によって撮影された水中探査ロボット１０の映像が表示デバイス５２に表示され、エコー強度の分布図が表示デバイス５２，６２に表示される。

【0059】

そして、作業員が操縦器４０を用いて水中探査ロボット１０の推進機１５を操縦する。これにより、水中探査ロボット１０を検査対象物９０の近くまで潜行させる。この際、作業員が表示デバイス５２に表示された前景映像及び分布図を確認しながら、水中探査ロボット１０が障害物に当たらないように障害物を避ける。

【0060】

水中探査ロボット１０が検査対象物９０に近づいたら、作業員が操縦器４０により水中探査ロボット１０の推進機１５を操縦して、水中探査ロボット１０の後部を検査対象物９０に向けて、清掃ユニット１７を検査対象物９０に接触させる。そして、作業員が操縦器４０により清掃ユニット１７をオンさせると、清掃ユニット１７が作動して、付着物が清掃ユニット１７によって検査対象物９０から剥離される。この際、作業員が操縦器４０により水中探査ロボット１０の推進機１５を操縦して、水中探査ロボット１０を検査対象物９０に沿って潜行させる。清掃の完了後、清掃ユニット１７をオフさせる。

【0061】

次に、作業員が操縦器４０を用いて水中探査ロボット１０の推進機１５を操縦することによって水中探査ロボット１０を潜行させ、水中探査ロボット１０を検査対象物９０から水中探査ロボット１０までの間隔を空けるとともに、水中探査ロボット１０の正面を検査対象物９０に向ける。この際、表示デバイス５２を見て、水中探査ロボット１０のロール角及びピッチ角がゼロ°又はその近似値になるように、水中探査ロボット１０の姿勢を決める。

【0062】

水中探査ロボット１０が検査対象物９０に正対しているため、図９に示すように、表示デバイス５２，６２に表示される分布図においては、検査対象物９０を表す線状の像８１が画像の水平方向に延びている。

【0063】

水中探査ロボット１０を検査対象物９０に正対させたら、作業員が入力デバイス５１を操作して、監視コンピュータ５０に動画記録処理を実行させる。そうすると、監視コンピュータ５０は、電子カメラ１３ｂによって撮影された映像の信号を所定の動画形式に変換しながら、その形式の動画を記憶デバイス５３に記録する。動画の記録中、監視コンピュータ５０が、所定の周期で、電子カメラ１３ｂによって撮影された映像から静止画像を取り込んで、静止画像を記憶デバイス５３に記録する。このような動画及び静止画像が記憶デバイス５３に記録されることで、後に、検査対象物９０の亀裂の有無等を検査することができる。

【0064】

動画の撮影中、作業員が操縦器４０を用いて水中探査ロボット１０の推進機１５を操縦して、水中探査ロボット１０を検査対象物９０に沿って潜行させる。水中探査ロボット１０の潜行中、水中探査ロボット１０が水流等によって検査対象物９０に対して接離したり、ヨーしたりする虞がある。そうすると、動画及び静止画像中の検査対象物９０の像のスケールが変化したり、検査対象物９０の像が台形歪みしたりする虞がある。そのようなスケール変化及び台形歪みを抑えるべく、作業員による水中探査ロボット１０の推進機１５の操縦が操縦補助コンピュータ６０によって補助される。以下、具体的に説明する。

【0065】

まず、上述のように水中探査ロボット１０を検査対象物９０に正対させた時に、作業員が入力デバイス６３を操作して、図１０に示すような処理の流れのプログラム６３ａを操縦補助コンピュータ６０に実行させる。或いは、上述のように作業員が入力デバイス６１によって監視コンピュータ５０に動画記録処理を実行させた場合、監視コンピュータ５０がプログラム開始信号を操作補助コンピュータ６０に転送し、これに基づき操作補助コンピュータ６０がプログラム６３ａを実行する。

【0066】

そうすると、操縦補助コンピュータ６０が、監視コンピュータ５０から転送されたエコー強度の分布図の映像信号のキャプチャリング処理を行って、分布図の画像を取り込む（ステップＳ１）。図９を用いて説明したように、この分布図の画像中の線状の像８１が画像の水平方向に延びている。以下、このように取り込んだラスター形式又はベクター形式の分布図の画像を基準画像という。また、基準画像が取り込まれる時に水中探査ロボット１０の位置を基準位置という。

【0067】

次に、操縦補助コンピュータ６０は、基準画像に対してエッジ検出処理等の特徴抽出処理を実施することによって、線状の像８１を抽出するとともに線状の像８１をベクター形式の線分８１Ａ（図１１参照）として検出する（ステップＳ２）。以下、この線分８１Ａを基準線分８１Ａという。なお、操縦補助コンピュータ６０のステップＳ２の処理が第一の検出手段に相当する。

【0068】

その後、監視コンピュータ５０から操縦補助コンピュータ６０に転送されるエコー強度の分布図の映像信号が更新される度に、つまりソナー２１が距離及び方角ごとのエコー強度を検出する度に、操縦補助コンピュータ６０がステップＳ３～ステップＳ７の処理を実行する。

【0069】

ステップＳ３では、操縦補助コンピュータ６０が、監視コンピュータ５０から転送されたエコー強度の分布図の映像信号のキャプチャリング処理を行って、分布図の画像を取り込む。以下、このように取り込んだラスター形式又はベクター形式の画像を比較対象画像という。ここで、水中探査ロボット１０が水流等によって検査対象物９０に対して接離したり、ヨーしたりすると、図１２に示すように、比較対象画像中の線状の像８２が基準の線状の像８１の位置から画像の垂直方向にずれていたり、基準の線状の像８１に対して傾斜したりする。

【0070】

次のステップＳ４の操縦補助コンピュータ６０の処理は第二の検出手段に相当する。ステップＳ４では、操縦補助コンピュータ６０が、比較対象画像に対してエッジ検出処理等の特徴抽出処理を実施することによって、線状の像８２を抽出するとともに線状の像８２をベクター形式の線分８２Ａ（図１３参照）として検出する。以下、この線分８２Ａを比較対象線分８２Ａという。

【0071】

次のステップＳ５の操縦補助コンピュータ６０の処理は差分算出手段に相当する。ステップＳ５では、操縦補助コンピュータ６０が、基準線分８１Ａの位置と比較対象線分８２Ａの位置との差分を算出する。具体的には、操縦補助コンピュータ６０は、図１４に示すように、基準線分８１Ａに対する比較対象線分８２Ａの傾斜角θと、比較対象線分８２Ａの中点８２Ｂから基準線分８１Ａの中点８１Ｂまでの画像の垂直方向に沿った距離Ｄとを算出する。

【0072】

ここで、傾斜角θ及び距離Ｄは、絶対値ではなく、正及び負の値を取り得る。例えば、比較対象線分８２Ａの中点８２Ｂが基準線分８１Ａの中点８１Ｂよりも画像の垂直方向上側に位置すれば、距離Ｄが正の値を取り、比較対象線分８２Ａの中点８２Ｂが基準線分８１Ａの中点８１Ｂよりも画像の垂直方向下側に位置すれば、距離Ｄが負の値を取る。比較対象線分８２Ａが基準線分８１Ａに対して右上がりに傾斜すれば、傾斜角θが正の値をとり、比較対象線分８２Ａが基準線分８１Ａに対して左上がりに傾斜すれば、傾斜角θが負の値をとる。これらの関係は逆であってもよい。

【0073】

その後のステップＳ６及びＳ７の操縦補助コンピュータ６０の処理は操縦補助手段に相当し、ステップＳ６の操縦補助コンピュータ６０の処理は第一及び第二の補正値算出手段に相当し、ステップＳ７の操縦補助コンピュータ６０の処理は第一及び第二の出力手段に相当する。ステップＳ６では、操縦補助コンピュータ６０が、ステップＳ５で算出した差分に基づいて、ヨーのモーメントの補正値と、前後方向の推進力の補正値とを算出する。具体的には、操縦補助コンピュータ６０は、ステップＳ５で算出した傾斜角θからヨーのモーメントの補正値を算出するところ、例えば傾斜角θとヨーのモーメントの補正値が正比例の関係にある。また、操縦補助コンピュータ６０は、ステップＳ５で算出した距離Ｄから前後方向の推進力の補正値を算出するところ、例えば距離Ｄと前後方向の推進力の補正値が正比例の関係にある。

【0074】

ステップＳ７では、操縦補助コンピュータ６０が、ステップＳ６で算出したヨーのモーメントの補正値を制御ユニット２２に出力する。このような補正値の出力は、操縦器４０の信号に従った推進機１５の制御を補正するような指令に相当する。従って、制御ユニット２２は、ヨーのモーメントの補正値に基づいて、操縦器４０の左右転回用操作レバーの変位に従ったモーメントの指令値を補正する。つまり、制御ユニット２２は、操縦器４０の左右転回用操作レバーの変位に従ったモーメントの指令値に、ヨーのモーメントの補正値を加算し、その和に従って前後スラスター１５ａを制御することによって、前後スラスター１５ａのモーメントをその和に制御する。そのため、作業員による水中探査ロボット１０の操縦が補助され、水中探査ロボット１０が検査対象物９０に正対した状態に戻るようヨーする。これにより、次回のステップＳ６で算出される傾斜角θがゼロに近づく。例えば、図１４に示すように比較対象線分８２Ａが基準線分８１Ａに対して右肩上がりに傾斜する場合、つまり、水中探査ロボット１０が正対状態から上下の軸の回りに右に傾いている場合、前後スラスター１５ａが左へのモーメントを発生させて、図１５中の矢印Ａのように水中探査ロボット１０が左へヨーする。逆に、水中探査ロボット１０が正対状態から上下の軸の回りに左に傾いている場合、前後スラスター１５ａが右へのモーメントを発生させて、水中探査ロボット１０が右へヨーする。
なお、水中探査ロボット１０が検査対象物９０に正対した状態からのヨー角が大きい程、水中探査ロボット１０が検査対象物９０に正対した状態に戻る際のヨーのモーメントが大きい。これは、傾斜角θとヨーのモーメントの補正値が正比例の関係にあるためである。

【0075】

また、ステップＳ７では、操縦補助コンピュータ６０が、ステップＳ６で算出した前後方向の推進力の補正値を制御ユニット２２に出力する。このような補正値の出力は、操縦器４０の信号に従った推進機１５の制御を補正するような指令に相当する。制御ユニット２２は、前後方向の推進力の補正値に基づいて、操縦器４０の前後進行用操作レバーの変位に従った推進力の指令値を補正する。つまり、制御ユニット２２は、操縦器４０の前後進行用操作レバーの変位に従った推進力の指令値に、推進力の補正値を加算し、その和に従って前後スラスター１５ａを制御することによって、前後スラスター１５ａの推進力をその和に制御する。そのため、作業員による水中探査ロボット１０の操縦が補助され、水中探査ロボット１０が検査対象物９０から一定の距離に戻るように前後方向に推進する。例えば、図１４に示すように比較対象線分８２Ａの中点８２Ｂが基準線分８１Ａの中点８１Ｂの中点よりも画像中の上の方に位置する場合、つまり、水中探査ロボット１０が基準位置から後方にずれた場合、水中探査ロボット１０が前進する。逆に、水中探査ロボット１０が基準位置から前方にずれた場合、水中探査ロボット１０が後進する。これにより、次回のステップＳ６で算出される距離Ｄがゼロに近づく。なお、水中探査ロボット１０から検査対象物９０までの距離が一定の距離から大きくずれる程、水中探査ロボット１０が検査対象物９０から一定の距離に戻る際の推進力が大きい。これは、距離Ｄと前後方向の推進力の補正値が正比例の関係にあるためである。

【0076】

図１５に示す例では、水中探査ロボット１０がドリフトするが、水中探査ロボット１０が正対状態から傾いていない場合、水中探査ロボット１０がヨーせずに前後方向に推進する。水中探査ロボット１０が基準位置から前後にずれていない場合、水中探査ロボット１０が前後方向に推進せずにヨーする。

【0077】

以後、操縦補助コンピュータ６０がステップＳ３～ステップＳ７の処理を繰り返し実行する。そのため、水中探査ロボット１０は、検査対象物９０に正対した状態に保たれるとともに、検査対象物９０から一定の距離を保って離れている。それゆえ、電子カメラ１３ｂによって撮影される映像中の検査対象物９０の像のスケールが一定に保たれるとともに、検査対象物９０の像が歪まない。

【0078】

なお、図１０に示すような処理の開始後に、作業者が操縦器４０の左右進行用操作レバーを操作すれば、水中探査ロボット１０が左右に推進する。作業者が操縦器４０の上下進行用操作レバーを操作すれば、水中探査ロボット１０が上下に推進する。

【0079】

＜有利な効果＞
以上の実施の形態では、次のような有利な効果が生じる。

【0080】

（１） 水中探査ロボット１０の操縦が操縦補助コンピュータ６０によって補助されることによって、水中探査ロボット１０が検査対象物９０に正対した状態に保たれる上、水中探査ロボット１０から検査対象物９０までの距離が一定に保たれる。よって、映像中の検査対象物９０の像のスケールが一定に保たれるとともに、検査対象物の像が歪まない。

【0081】

（２） 操縦補助コンピュータ６０の処理にはソナー２１の測定結果が利用される。そのため、ソナー２１を水中探査ロボット１０の操縦に有効利用することができる。

【0082】

（３） 監視コンピュータ５０とは別に操縦補助コンピュータ６０が準備され、水中探査ロボット１０の操縦が操縦補助コンピュータ６０によって補助されることから、監視コンピュータ５０の処理負担が軽減される。なお、監視コンピュータ５０の処理能力が高ければ、操縦補助コンピュータ６０の上述の処理は監視コンピュータ５０によって実行されてもよい。

【0083】

＜変形例＞
上記実施形態では、ヨーのモーメントの補正値は基準線分８１Ａに対する比較対象線分８２Ａの傾斜角に基づいて算出され、前後方向の推進力の補正値は中点８２Ｂから中点８２Ｂまでの画像の垂直方向に沿った距離に基づいて算出される。それに対して、ヨーのモーメントの補正値及び前後方向の推進力の補正値は、比較対象線分８２Ａの両端から基準線分８１Ａまで基準線分８１Ａに直角な垂線を下ろして、垂線と基準線分８１Ａの交点から比較対象線分８２Ａの両端までの距離やそれら距離の差分に基づいて算出されてもよい。

【0084】

上記実施形態では、左右に扇状に拡がる音波ビームを前方へ送波するソナー１０が検出部として用いられる。それに対して、光学的検出部が検出部として用いられてもよい。光学的検出部は、左右方向に拡がって上下方向に絞られた光波ビームを前方に向けて送波し、前方からの反射光を受波することによって距離及び方角ごとに反射光の強度を検出する。或いは、光学的検出部は、レーザー光線を前方に照射するとともにそのレーザー光線を左右に偏向させることによって、左右に拡がる走査ビームを前方に向けて送波し、前方からの反射光を受波することによって距離及び方角ごとに反射光の強度を検出する。この場合、距離及び方角ごとの反射光強度の信号は光学的検出部から制御ユニット２２を介して監視コンピュータ５０に転送される。監視コンピュータ５０は、距離及び方角ごとの反射光強度信号に基づいて、距離及び方角ごとの反射光強度の分布を表した極座標系の分布図を生成する。

【0085】

上記実施形態では、監視コンピュータ５０が分布図生成手段として機能するが、操縦補助コンピュータ６０が分布図生成手段として機能してもよい。この場合、距離及び方角ごとのエコー強度の信号はソナー１０から制御ユニット２２及び監視コンピュータ５０を介して操縦補助コンピュータ６０に転送される。

【符号の説明】

【0086】

１０…水中探査ロボット（水中潜行体）
１５…推進機
２１…ソナー（検出部）
２２…制御ユニット（制御部）
４０…操縦器
５０…監視コンピュータ（分布図生成手段）
６０…操縦補助コンピュータ（第一の検出手段、第二の検出手段、差分算出手段、操縦補助手段、第一の補正値算出手段、第一の出力手段、第二の補正値算出手段、第二の出力手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】